KR20120091632A - 눈부심 방지 장치 및 이를 구비하는 선글라스 - Google Patents

눈부심 방지 장치 및 이를 구비하는 선글라스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 눈부심 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 주변의 조도 변화에 신속하게 반응할 수 있는 눈부심 방지 장치 및 이를 구비하는 선글라스에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 엘시디 패널을 구비하는 렌즈; 상기 엘시디 패널에 구동 전압을 인가하는 엘시디 구동부; 주변의 조도를 감지하는 조도 감지 센서; 및 상기 조도 감지 센서로부터의 신호에 대응하여 상기 엘시디 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 엘시디 구동부는 상기 엘시디 패널의 새로운 목표 농도에 대응하여, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 빠르게 변화시키기 위한 기동전압과, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 일정하게 유지시키는 유지전압을 차례로 인가하며, 이전 유지전압에 대한 상기 기동전압의 변화량은 이전 유지전압에 대한 상기 유지전압의 변화량보다 큰 눈부심 방지 장치가 제공된다.

Description

눈부심 방지 장치 및 이를 구비하는 선글라스 {GLARE PROTECTING APPARATUS AND SUNGLASS WITH THE SAME}
본 발명은 눈부심 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 주변의 조도 변화에 신속하게 반응할 수 있는 눈부심 방지 장치 및 이를 구비하는 선글라스에 관한 것이다.
종래의 엘시디 패널을 구비하는 렌즈를 이용한 전자식 눈부심 방지장치는, 사용자에 의해 선택된 렌즈의 농도를 단순하게 유지하는 수동 제어방식과 주변의 조도 변화에 반응하여 렌즈의 농도를 변화시키는 자동 제어방식을 사용하고 있다. 자동 제어방식의 경우 엘시디 패널의 구동전압으로 조도 변화량에 대응하는 농도를 유지하기 위한 전압을 인가하는데, 이러한 종래의 방식으로는 농도 변화 시간을 줄이는데 한계가 있기 때문에, 주변의 조도가 갑자기 크게 변하는 경우에 사용자가 눈의 피로를 느끼게 된다. 따라서, 렌즈의 농도 변화 시간을 더욱 줄일 수 있는 눈부심 방지 장치가 요구된다.
본 발명의 목적은 주변의 조도 변화에 렌즈의 농도가 신속하게 변하는 눈부심 방지장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면,
엘시디 패널을 구비하는 렌즈; 상기 엘시디 패널에 구동 전압을 인가하는 엘시디 구동부; 주변의 조도를 감지하는 조도 감지 센서; 및 상기 조도 감지 센서로부터의 신호에 대응하여 상기 엘시디 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 엘시디 구동부는 상기 엘시디 패널의 새로운 목표 농도에 대응하여, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 빠르게 변화시키기 위한 기동전압과, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 일정하게 유지시키는 유지전압을 차례로 인가하며, 이전 유지전압에 대한 상기 기동전압의 변화량은 이전 유지전압에 대한 상기 유지전압의 변화량보다 큰 눈부심 방지 장치가 제공된다.
상기 기동전압의 인가시간은 상기 엘시디 패널의 농도 변화량에 비례할 수 있다.
상기 기동전압은 양의 일정한 제1 기동전압 또는 음의 일정한 제2 기동전압일 수 있다.
상기 눈부심 방지 장치는 상기 제어부에 주변의 온도 데이터를 제공하는 온도 감지 센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 주변의 온도에 대해 보상된 제어신호를 상기 엘시디 구동부로 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 눈부심 방지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선글라스가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 구체적으로는 엘시디 패널의 농도를 목표 농도로 빠르게 변화시키기 위한 기동전압이 엘시디 패널에 인가되므로 엘시디 패널의 농도 변화 시간을 줄일 수 있다.
또한, 기동전압의 인가시간은 엘시디 패널의 농도 변화량에 비례하므로 엘시디 패널의 농도 변화 시간을 더욱 줄일 수 있다.
그리고, 눈부심 방지 장치가 온도 변화에 대한 보상이 가능하므로 엘시디 패널의 농도 변화 시간을 더욱 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 눈부심 방지 장치를 구비하는 선글라스의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 눈부심 방지 장치의 블록도이다.
도 3은 엘시디 패널의 온도와 반응시간 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 조도 변화량에 대응하여 요구되는 엘시디 패널의 농도 변화량을 나타내는 그래프이다.
도 5는 렌즈의 농도와 이를 유지하기 위해 엘시디 패널에 인가되는 일정한 유지전압 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 엘시디 패널의 농도 변화량과 기동전압의 인가시간 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 2에 도시된 눈부심 방지 장치의 작용을 설명하는 순서도이다.
도 8은 주변의 조도 변화에 따른 엘시디 패널에 인가되는 구동전압의 파형의 일 예를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈부심 방지 장치를 구비하는 선글라스가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 선글라스(100)는 선글라스테(110)와, 눈부심 방지 장치(120)을 구비한다. 선글라스(100)는 눈부심 방지 장치(120)에 의해 렌즈의 농도가 주변 조도에 대응하여 자동으로 제어된다.
선글라스테(110)는 몸체부(111)와, 제1, 제2 다리부(112a, 112b)를 구비한다. 몸체부(111)는 착용시에 착용자의 눈 앞에 위치하는 부분이다. 제1, 제2 다리부(112a, 112b)는 착용시에 착용자의 머리 좌우측에 각각 위치하는 부분으로서, 몸체부(111)에 대해 접고 펼칠 수 있도록 몸체부(111)의 양측에 각각 힌지 결합된다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈부심 방지 장치가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 눈부심 방지 장치(120)은 렌즈(121a, 121b)와, 제어부(122)와, 온도 감지 센서(123a)와, 조도 감지 센서(123b)와, 기능 선택부(124)와, 상태 표시부(125)와, 렌즈 구동부(126)와, 전원(127)과, 충전부(128)를 구비한다.
렌즈(121a, 121b)는 도 1에 도시된 바와 같이 선글라스테(110)의 몸체부(111)에 고정된다. 도 2를 참조하면, 렌즈(121a, 121b)는 엘시디 패널(1211)을 구비한다. 엘시디 패널(1211)은 인가되는 구동전압에 의해 농도(광투과율)가 변하는 셔터 엘시디이다. 엘시디 패널(1211)에 인가되는 구동전압의 크기는 렌즈 구동부(126)에 의해 조절된다. 본 실시예에서는 엘시디 패널(1211)이 유연한 플라스틱 엘시디인 것으로 설명한다.
제어부(122)는 도시되지는 않았으나, 제어프로그램이 저장된 메모리장치와, 제어프로그램을 실행하는 중앙처리장치(CPU)를 구비하는 마이컴의 형태로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 제어부(122)가 도 1에 도시된 바와 같이, 선글라스테(110)의 제2 다리부(112b) 내부에 설치되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 제어부(122)는 전원(127)으로부터 전원을 입력받으며, 온도 감지 센서(123a)로부터 주변 온도 데이터를 입력받고, 조도 감지 센서(123b)로부터 주변의 조도 데이터를 입력받는다. 또한, 제어부(122)는 기능 선택부(124)로부터 농도의 조절과 관련된 기능 선택 정보를 입력받는다. 제어부(122)는 렌즈 구동부(126)에 기동전압과 유지전압을 포함하는 구동전압에 대한 제어신호를 출력하며, 상태 표시부(125)에는 현 상태에 대한 정보를 출력한다. 제어부(122)는 자체로 제공되는 전원(127) 및 외부 전원(129)으로부터 전원을 공급받는다. 제어부(122)에 대해서는 아래에서 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
온도 감지 센서(123a)는 선글라스(100) 주변의 온도를 감지하여 그 데이터를 제어부(122)에 전달한다. 도 3은 주변의 온도와 엘시디 패널의 반응시간 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 온도가 낮을 수록 반응시간이 지연되는 것을 알 수 있다. 본 실시예에서는 온도 감지 센서(123a)가 도 1에 도시된 바와 같이, 선글라스테(110)의 몸체부(111a)의 일측에 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 온도 감지 센서(123a)로는 예를 들어 써미스터(thermister)가 사용될 수 있다.
조도 감지 센서(123b)는 선글라스(100) 주변의 조도를 감지하여 그 데이터를 제어부(122)에 전달한다. 도 4에는 조도 변화량에 대응하여 요구되는 엘시디 패널의 농도 변화량을 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 도 4의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 조도 변화량과 이에 대응하여 요구되는 엘시디 패널의 농도 변화량은 서로 비례하는 관계이다. 즉, 주변의 조도 변화량이 크면 요구되는 엘시디 패널의 농도 변화량도 커지게 된다. 본 실시예에서는 조도 감지 센서(123b)가 도 1에 도시된 바와 같이, 선글라스테(110)의 몸체부(110a)의 중심부에 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
기능 선택부(124)는 선글라스(100)의 사용자가 농도의 자동 조절 또는 수동 조절 여부 등을 선택할 수 있도록 해준다. 본 실시예에서 기능 선택부(124)는 도 1에 도시된 바와 같이, 선글라스테(110)의 제2 다리부(112b)에 구비되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
상태 표시부(125)는 엘시디와 같이 디스플레이 장치로서, 제어부(122)로부터 현 상태에 대한 데이터를 전달받아서 출력한다. 상태 표시부(125)에 표시될 수 있는 정보는 농도, 전지 잔량과 같은 사항일 수 있다. 본 실시예에서 상태 표시부(125)는 도 1에 도시된 바와 같이, 선글라스테(110)의 제2 다리부(112b)에 구비되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
렌즈 구동부(126)는 유지전압 구동부(126a)와, 기동전압 구동부(126b)를 구비한다. 렌즈 구동부(126)는 전원(127)으로부터 전원을 공급받고 제어부(122)로부터 제어신호를 입력받아서 그에 따라 렌즈(126)의 셔터 엘시디(1211)에 유지전압과 기동전압을 포함하는 구동전압을 인가한다.
유지전압 구동부(126a)는 제어부(122)로부터 제어신호를 입력받아서 셔터 엘시디(1211)에 유지전압을 인가한다. 유지전압은 셔터 엘시디(1211)의 목표 농도를 유지하기 위해 셔터 엘시디(1211)에 일정하게 인가되는 전압을 의미한다. 도 5는 렌즈의 농도와 이를 유지하기 위해 엘시디 패널에 인가되는 일정한 유지전압 사이의 관계를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 렌즈의 목표 농도가 증가함에 따라 그에 대응하는 유지전압도 대체로 증가하는 경향을 나타낸다.
기동전압 구동부(126b)는 제어부(122)로부터 제어신호를 입력받아서 셔터 엘시디(1211)에 기동전압을 인가한다. 기동전압은 셔터 엘시디(1211)의 농도를 새로운 목표 농도로 더욱 신속하게 변화시키기 위하여 유지전압이 인가되기 전에 유지전압의 변화량보다 큰 변화량을 가지며 인가되는 전압을 의미한다. 기동전압으로는 농도를 높일 경우에 인가되는 양의 제1 기동전압(+Vp)와, 농도를 낮출 경우에 인가되는 음의 제2 기동전압(-Vp)이 사용된다. 농도의 변화량에 따라 기동전압의 인가시간이 결정된다. 도 6은 엘시디 패널의 농도 변화량과 기동전압의 인가시간 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 기동전압의 인가시간은 농도의 변화량에 비례한다. 즉, 농도 변화량이 클수록 기동전압의 인가시간을 길게 하여 셔터 엘시디의 농도가 더욱 빨리 변할 수 있도록 한 것이다.
전원(127)은 제어부(122)와 렌즈 구동부(126) 등에 전원을 공급한다. 본 실시예에서는 전원(127)이 충전가능한 이차 전지로 이루어지는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 충전부(128)는 제어부(122)에 의해 제어되며 외부전원(129)으로부터 전원(127)의 충전이 안정적으로 이루어지도록 한다. 본 실시예에서 전원(127)과 충전부(128)는 도 1에 도시된 바와 같이 선글라스테(110)의 제1 다리부(112a)에 구비되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 전원(127)으로는 이차 전지 대신 일차 전지가 사용될 수도 있다. 또한, 전원(127)에는 선글라스테(110)에 설치된 태양전지(130a, 130b)가 연결되어 사용될 수도 있다.
도 7에는 도 2에 도시된 눈부심 방지 장치의 작용을 설명하는 순서도가 도시되어 있다. 이하, 도 7을 참조하여 도 2에 도시된 누부심 방지 장치의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 눈부심 방지 장치의 온/오프 상태를 확인하게 된다(S10). 만일, 온 상태인 것이 확인되면, 설정 및 상태에 대한 표시가 이루어진다(S20). 이 단계는 상태 표시부(125)를 통해 전지의 잔량 등이 표시되게 된다.
다음, 농도 조절 모드를 확인하게 된다(S30). 만일, 자동 농도 조절 모드가 아닌 경우에는 설정된 고정 농도를 출력하게 된다(S40). 농도 조절 모드 확인 단계(S30)에서 자동 농도 조절 모드인 것으로 확인되면, 온도 감지 센서(도 2의 123a)와 조도 감지 센서(도 2의 123b)에 의해 조도 및/또는 온도의 변화를 확인하게 된다(S50). 만일, 조도와 온도 중 적어도 하나에 차이가 발생하면(Y), 조도/온도 보상 단계(S60)를 실시하게 된다. 조도/온도 보상 단계(S60)는 제어부(122)가 차이나는 조도 및/또는 온도를 보상하기 위한 새로운 제어값을 계산함으로써 이루어진다.
일반적으로 사람의 시신경은 주변 조도의 순간 변화를 판단하는 최소 시간은 평균 약 20mS이다. 시신경에서 조도 변화가 감지되면 동공의 열림 정도를 조절하여 눈의 피로를 줄이기 위한 인체의 반응이 일어나는데 동공의 반응 완료시간은 사람에 따라 다르며 0.1초에서 길게는 수초까지도 될 수 있다. 시신경에서 조도변화를 감지하는 순간부터 동공의 반응이 완료할 때까지의 시간은 눈의 피로를 의미한다. 따라서, 시신경에서 변화된 주변조도를 판단하기 전에 조도 감지 센서(123b)에서 입력된 신호를 제어부(122)에서 판단하여 렌즈의 농도를 변화된 조도에 상응하는 만큼 보상해준다. 셔터 엘시디(1211)는 온도에 따라 차단농도와 반응시간이 변한다. 즉, 온도가 낮아짐에 따라, 셔터 엘시디(1211)의 차단농도와 반응속도도 낮아지게 된다. 따라서, 셔터 엘시디(1211)에서 원하는 수준의 농도와 반응속도를 얻기 위해서는 온도에 대한 보상이 요구되며, 이러한 보상이 조도/온도 보상 단계(S33)에서 이루어지게 된다.
도 8에는 주변의 조도 변화에 따른 엘시디 패널에 인가되는 구동전압의 파형의 예가 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 주변 조도는 시간 t1까지는 a1을 유지하며, t와 t2 사이에는 a1보다 S1만큼 증가한 a2를 유지하고, t2와 t3 사이에는 a2보다 S2(>S1)만큼 증가한 a3를 유지하며, t3와 t4 사이에는 a3보다 S3(=S1+S2)만큼 감소한 a1을 유지하고, t4 이후에는 a1보다 S4(=S1)만큼 감소한 a4를 유지한다. 이러한 주변 조도에 대응하여, 구동전압으로는, t1까지는 유지전압 V1이 인가되며, t1와 t2 사이에는 T1의 시간동안 인가되는 제1 기동전압 +Vp와 유지전압 V2(>V1)이 차례대로 인가되고, t2와 t3 사이에는 T2(>T1)의 시간동안 인가되는 제1 기동전압 +Vp와 유지전압 V3(>V2)이 차례대로 인가되며, t3와 t4 사이에는 T3(=T1+T2)의 시간동안 인가되는 제2 기동전압 -Vp와 유지전압 V1이 차례대로 인가되고, t4 이후에는 T4(=T1)의 시간동안 인가되는 제2 기동전압 -Vp와 유지전압 V4(<V1)이 차례대로 인가된다.
환산 농도 출력 단계(S70)에서는 제어부(122)가 보상된 조도/온도 데이터에 근거하여 제어신호를 엘시디 구동부(126)에 출력함으로써 이루어진다. 조도/온도 변화 확인 단계(S50)에서 조도와 온도 모두 변화가 없으면(N) 환산 농도 출력 단계(S70)를 바로 실시하게 된다.
셔터 엘시디 구동 단계(S80)는 엘시디 구동부(126)가 셔터 엘시디(1211)에 구동 전압을 인가함으로써 이루어진다.
이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나는 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 선글라스 110 : 선글라스테
120 : 눈부심 방지 장치 121 : 렌즈
122 : 제어부 123a : 온도 감지 센서
123b : 조도 감지 센서 124 : 기능 선택부
125 : 상태 표시부 126 : 렌즈 구동부
127 : 전원 128 : 충전부

Claims (5)

  1. 엘시디 패널을 구비하는 렌즈;
    상기 엘시디 패널에 구동 전압을 인가하는 엘시디 구동부;
    주변의 조도를 감지하는 조도 감지 센서; 및
    상기 조도 감지 센서로부터의 신호에 대응하여 상기 엘시디 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 엘시디 구동부는 상기 엘시디 패널의 새로운 목표 농도에 대응하여, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 빠르게 변화시키기 위한 기동전압과, 상기 엘시디 패널의 농도를 상기 목표 농도로 일정하게 유지시키는 유지전압을 차례로 인가하며, 이전 유지전압에 대한 상기 기동전압의 변화량은 이전 유지전압에 대한 상기 유지전압의 변화량보다 큰 눈부심 방지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기동전압의 인가시간은 상기 엘시디 패널의 농도 변화량에 비례하는 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기동전압은 양의 일정한 제1 기동전압 또는 음의 일정한 제2 기동전압인 것을 특징으로 하는 눈부심 방지 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부에 주변의 온도 데이터를 제공하는 온도 감지 센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 주변의 온도에 대해 보상된 제어신호를 상기 엘시디 구동부로 출력하는 것을 특징으로 눈부심 방지 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 기재된 눈부심 방지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선글라스.
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CN107132665A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 合肥市惠科精密模具有限公司 一种防眩减反射液晶眼镜

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CN107132665A (zh) * 2017-06-21 2017-09-05 合肥市惠科精密模具有限公司 一种防眩减反射液晶眼镜

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